JP5995955B2 - 不織布の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、天然植物繊維の有効利用を図ることができる不織布の製造方法に関する。
自動車用の内装材、例えば、リアパーティションや天井材には、不織布マットが使用されている。
この種の不織布マットとしては、ＣＯ2の排出量削減など環境に配慮して、現在、ケナフ、竹などの天然植物繊維と、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維等のバインダーの役目を果たす熱可塑性樹脂繊維などからなる不織布マットが提案されている（例えば、特許文献１）。
この種の不織布マットとしては、ＣＯ2の排出量削減など環境に配慮して、現在、ケナフ、竹などの天然植物繊維と、ポリプロピレン（ＰＰ）繊維等のバインダーの役目を果たす熱可塑性樹脂繊維などからなる不織布マットが提案されている（例えば、特許文献１）。
すなわち、世界的な自動車生産量の増加を受け、上記のように竹繊維などの安価で剛性のある天然植物繊維の使用も重要化している
また、上記のような自動車用の内装材等に用いられる不織布マットは、必要な強度を有するだけなく、高い剛性、耐熱性、断熱性、遮音性が要求されるとともに、軽量化が喫緊の課題である。
また、上記のような自動車用の内装材等に用いられる不織布マットは、必要な強度を有するだけなく、高い剛性、耐熱性、断熱性、遮音性が要求されるとともに、軽量化が喫緊の課題である。
そこで、上記不織布マットの剛性や強度を低下させることなく軽量化する方法として、ニードルパンチを用いる方法がある。
上記のようにニードルパンチ加工することによって、面外剛性と繊維相互の絡み合いが高まるため、ニードルパンチを用いない不織布に比べ、剛性や強度を低下させることなく、目付量（繊維量）を減らして軽量化を図ることができる。
上記のようにニードルパンチ加工することによって、面外剛性と繊維相互の絡み合いが高まるため、ニードルパンチを用いない不織布に比べ、剛性や強度を低下させることなく、目付量（繊維量）を減らして軽量化を図ることができる。
しかし、竹繊維のような剛直な天然繊維では、ニードルパンチ加工を施しても繊維相互間の絡み合いが不十分で、高い曲げ剛性が得られないという問題がある。しかも、上記のようなニードルパンチ加工による軽量化には限界がある。すなわち、目付量を下げすぎると、剛性は要求性能を満たさなくなる。
一方、剛性が低い天然植物繊維に代えて、カーボン繊維などの高剛性繊維を用いたのでは、コスト的に実用的でない。
一方、剛性が低い天然植物繊維に代えて、カーボン繊維などの高剛性繊維を用いたのでは、コスト的に実用的でない。
本発明は、上記事情に鑑みて、竹繊維などの剛直な天然繊維を用いることができて環境にやさしく、しかも、軽量化のために繊維の目付け量を減らしても、十分な曲げ強度や曲げ剛性を確保することができる不織布の製造方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明にかかる不織布の製造方法は、竹繊維とポリプ口ピレン繊維とを混合比が重量比で竹繊維：ポリプ口ピレン＝ 50〜80 : 50〜 20 となるように解繊混合する解繊混合工程と、竹繊維とポリプ口ピレン繊維とからなる解繊混合繊維に、ポリビニルアルコール水溶液を含浸させてポリビ二ルアルコールを竹繊維に担持させるポリビニルアルコール担持工程と、前記解繊混合工程後、あるいは、ポリビニルアルコール担持工程後に、ニードルパンチ加工するニードルパンチ工程と、上記各工程を経たのち、熱プレスする工程と、を備えている不織布の製造方法であって、ポリビニルアルコール担持工程完了後にニードルパンチ加工工程を実施することを特徴としている。
また、本発明にかかる不織布の製造方法は、ケナフ繊維とポリプ口ピレン繊維とを混合比が重量比でケナフ繊維：ポリプ口ピレン＝ 50 〜 80 : 50 〜 20 となるように解繊混合する解繊混合工程と、ケナフ繊維とポリプ口ピレン繊維とからなる解繊混合繊維に、ポリビニルアルコール水溶液を含浸させてポリビニルアルコールをケナフ繊維に担持させるポリビニルアルコール担持工程と、前記解繊混合工程後、あるいは、ポリビニルアルコール担持工程後に、ニードルパンチ加工するニードルパンチ工程と、上記各工程を経たのち、熱プレスする工程と、を備えている不織布の製造方法であって、ポリビニルアルコール担持工程完了後にニードルパンチ加工工程を実施することを特徴としている。
また、本発明にかかる不織布の製造方法は、ケナフ繊維とポリプ口ピレン繊維とを混合比が重量比でケナフ繊維：ポリプ口ピレン＝ 50 〜 80 : 50 〜 20 となるように解繊混合する解繊混合工程と、ケナフ繊維とポリプ口ピレン繊維とからなる解繊混合繊維に、ポリビニルアルコール水溶液を含浸させてポリビニルアルコールをケナフ繊維に担持させるポリビニルアルコール担持工程と、前記解繊混合工程後、あるいは、ポリビニルアルコール担持工程後に、ニードルパンチ加工するニードルパンチ工程と、上記各工程を経たのち、熱プレスする工程と、を備えている不織布の製造方法であって、ポリビニルアルコール担持工程完了後にニードルパンチ加工工程を実施することを特徴としている。
本発明に用いられる天然植物繊維としては、特に限定されないが、例えば、ジュートやケナフ等の麻系繊維や綿系繊維、竹繊維などが挙げられる。また、その中でも、竹繊維は、他の天然植物繊維以上の強度や剛性を有し、また、国内外を問わず持続的再生産可能な天然資源である竹から取出すことで容易かつ安価に入手可能との利点を有するため、工業生産物の強化材として好適である。なお、ここでいう「竹繊維」には、竹の単繊維のほか、複数本の単繊維が集合してなる竹繊維束も含まれる。
上記竹繊維の原料となる竹としては、特に限定されないが、例えば、孟宗竹、真竹、淡竹、女竹、慈竹などが挙げられ、低コスト化を図るのであれば、日本国内で手に入り易い孟宗竹、真竹が好適である。
上記天然植物繊維の長さや縦断面積（太さ）は、本発明の目的を達成することができれば、特に限定されないが、竹繊維の場合、繊維長が２５mm以上５０mm以下、繊維の断面の差し渡し最大長さが０．０５mm以上０．３mm以下のものを用いることが好ましい。
また、ケナフ繊維の場合、繊維長が２５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、繊維の断面の差し渡し最大長さが０．０５mm以上０．３mm以下のものを用いることが好ましい。
すなわち、繊維長が短すぎると、不織布化できず、長すぎると、結果的には折損し、短くなるばかりでなく、ニードルパンチの際、引っかかったり、熱可塑性樹脂繊維との絡みが悪くなる恐れがある。
一方、繊維の断面の差し渡し最大長さが短すぎると、すなわち、繊維が細すぎると、成形品の剛性が高まらず、差し渡し最大長さが長すぎると、すなわち、繊維が太すぎると、ニードルパンチの際、針が折れたり、熱可塑性樹脂繊維との絡みが悪くなるおそれがある。
また、ケナフ繊維の場合、繊維長が２５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、繊維の断面の差し渡し最大長さが０．０５mm以上０．３mm以下のものを用いることが好ましい。
すなわち、繊維長が短すぎると、不織布化できず、長すぎると、結果的には折損し、短くなるばかりでなく、ニードルパンチの際、引っかかったり、熱可塑性樹脂繊維との絡みが悪くなる恐れがある。
一方、繊維の断面の差し渡し最大長さが短すぎると、すなわち、繊維が細すぎると、成形品の剛性が高まらず、差し渡し最大長さが長すぎると、すなわち、繊維が太すぎると、ニードルパンチの際、針が折れたり、熱可塑性樹脂繊維との絡みが悪くなるおそれがある。
バインダーの役目を果たす熱可塑性樹脂繊維としては、特に限定されないが、天然植物繊維に対して絡みやすく、天然植物繊維に対して熱圧着しやすいものが好ましく、例えば、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエチレン被覆ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維などが挙げられる。また、これらの熱可塑性樹脂繊維は、単糸でも、撚り糸状になっていても構わない。
本発明に用いられる水溶性高分子は、天然植物繊維に対して接着性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール、澱粉、カルボキシメチルセルロースなどの生分解性を備えたものが好ましく、中でもコストの削減可能性、耐水性に優れていることからポリビニルアルコールがさらに好適である。
上記ポリビニルアルコールの分子量およびケン化度は、特に限定されないが、霧吹きでも供給できる、入手が容易との理由から、濃度４％,２０℃での粘度で２５〜５０MPa・sとなる分子量のものが好ましく、ケン化度８０以上のものが好ましい。このようなポリビニルアルコールとして、例えば、市販の日本酢ビ・ポバール株式会社製JF17Lが使用できる。
上記ポリビニルアルコールの分子量およびケン化度は、特に限定されないが、霧吹きでも供給できる、入手が容易との理由から、濃度４％,２０℃での粘度で２５〜５０MPa・sとなる分子量のものが好ましく、ケン化度８０以上のものが好ましい。このようなポリビニルアルコールとして、例えば、市販の日本酢ビ・ポバール株式会社製JF17Lが使用できる。
本発明の不織布は、ニードルパンチ加工工程を経て形成されるが、パンチング密度（不織布の単位面積あたりに刺される針の数）を２０本/cm2以上６０本/cm2以下とすることが好ましい。
すなわち、密度が小さすぎると、面外、面内いずれの剛性についても向上が不十分となり、密度が大きすぎると、却って、面内剛性を損なう恐れがある。
すなわち、密度が小さすぎると、面外、面内いずれの剛性についても向上が不十分となり、密度が大きすぎると、却って、面内剛性を損なう恐れがある。
上記天然植物繊維と熱可塑性樹脂繊維との混合比は、不織布の用途や繊維の種類、組み合わせによって適宜決定されるが、概ね重量比で天然植物繊維：熱可塑性樹脂繊維＝５０〜８０：５０〜２０であることが好ましい。すなわち、天然植物繊維の混合割合が少なすぎると、十分な剛性が得られず、多すぎると軽量化に問題が生じるおそれがある。
なお、水溶性高分子水溶液をスプレー塗布する代わりに、不織布を水溶液中に浸漬してもよい。
また、水溶性高分子担持工程に続いて担持体を乾燥する乾燥工程を設けてよい。
また、水溶性高分子担持工程に続いて担持体を乾燥する乾燥工程を設けてよい。
本発明の不織布の製造方法において、上記解繊混合工程は、特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂繊維からなる綿状体またはスライバー状体と、竹繊維とを解繊機やカード機に通して解繊混合する方法が挙げられる。
また、カード機を通して得られた解繊混合物であるウエブをさらにカード機に繰り返し通すようにしても構わない。
また、カード機を通して得られた解繊混合物であるウエブをさらにカード機に繰り返し通すようにしても構わない。
上記カード機としては、通常の不織布の製造に用いられるカード機（例えば、池上機械(株)社製 商品名ＭＤＫＳ等）を用いることができる。解繊機としては、通常の不織布の製造に用いられる解繊機（例えば、池上機械(株)社製 商品名リサイクルブレーカRB-100等）を用いることができる。
水溶性高分子担持工程において、水溶性高分子としてポリビニルアルコールを用いる場合、ポリビニルアルコール水溶液のポリビニルアルコールの濃度は、特に限定されないが、２重量％以上１０重量％以下が好ましい。
すなわち、濃度が低すぎると、固着効果が不十分となり、濃度が高すぎると、粘度が高くなりすぎて解繊混合物内部まで十分に浸透しないおそれがある。また、スプレー塗布が難しくなる。
すなわち、濃度が低すぎると、固着効果が不十分となり、濃度が高すぎると、粘度が高くなりすぎて解繊混合物内部まで十分に浸透しないおそれがある。また、スプレー塗布が難しくなる。
乾燥工程を設けた場合、乾燥温度は、特に限定されないが、ポリビニルアルコールを用いる場合、乾燥温度を５０℃以上１００℃以下にすることが好ましい。
乾燥時間は、繊維の種類や混合割合、水溶性高分子の種類やその水溶液濃度などによって適宜決定される。
乾燥時間は、繊維の種類や混合割合、水溶性高分子の種類やその水溶液濃度などによって適宜決定される。
ニードルパンチ加工の時期は、前記解繊混合工程と水溶性高分子担持工程との間、及び、前記水溶性高分子担持後のいずれでも構わないが、前者が好ましい。
また、ニードルパンチ加工は、カード機で得られたウエブを単独で行ってもよいし、ウエブを複数枚重ねて行うようにしても構わない。
また、ニードルパンチ加工は、カード機で得られたウエブを単独で行ってもよいし、ウエブを複数枚重ねて行うようにしても構わない。
本発明の不織布の用途としては、特に限定されないが、例えば、自動車の内装材、医療用装置の構造材、断熱性があることから住宅のパネル、建築家屋用の内装材等が挙げられる。なお、天然繊維には、難燃剤などを必要に応じて先に含浸させて難燃加工等を施しておいても構わない。
また、本発明の不織布は、必要に応じて、他の材料と積層されたサンドイッチ材としてもよい。
また、本発明の不織布は、必要に応じて、他の材料と積層されたサンドイッチ材としてもよい。
上記サンドイッチ材としては、例えば、芯材の表面に本発明の不織布を積層したものが挙げられる。
上記芯材としては、特に限定されないが、本発明の不織布以外の公知の不織布や樹脂発泡体が挙げられる。
上記芯材としては、特に限定されないが、本発明の不織布以外の公知の不織布や樹脂発泡体が挙げられる。
上記樹脂発泡体としては、特に限定されないが、例えば、ポリウレタン樹脂発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリエチレン発泡体などが挙げられる。
本発明の不織布と上記樹脂発泡体との接合方法は、特に限定されないが、たとえば、接着剤を介在させる方法、熱融着させる方法などが挙げられる。
本発明の不織布と上記樹脂発泡体との接合方法は、特に限定されないが、たとえば、接着剤を介在させる方法、熱融着させる方法などが挙げられる。
本発明の不織布は、上記のように、天然植物繊維と、熱可塑性樹脂繊維とを絡み合わせた状態に混合する工程と、熱プレス工程を経て得られる不織布であって、前記天然植物繊維に対して接着力を有する水溶性高分子が前記天然植物繊維に担持されて、繊維と繊維との交絡部が前記水溶性高分子によって固着されているとともに、ニードルパンチ加工されているので、竹繊維などの剛直な天然繊維を用いることができて環境にやさしく、しかも、軽量化のために繊維の目付け量を減らしても、十分な曲げ強度や曲げ剛性を確保することができる。
特に、竹繊維を用いることによって、国内外を問わず持続的再生産可能な天然資源である竹の有効利用が図れ、より環境にやさしく、コストの低いものとすることができる。
特に、竹繊維を用いることによって、国内外を問わず持続的再生産可能な天然資源である竹の有効利用が図れ、より環境にやさしく、コストの低いものとすることができる。
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
本発明の不織布は、例えば、以下の（１）〜（４）の工程を経て得られる。
（１）解繊混合工程
例えば、孟宗竹、真竹、慈竹等の竹材を所望長さに切断するとともに、圧力を加えて破砕して得た破砕物をアルカリ処理して竹材の主成分であるリグニン、ヘミセルロースを除去した後、冷水で十分に洗浄し、剛直な竹繊維束を抽出する。
そして、得られた剛直な竹繊維束を、解繊機に通すことにより柔軟化させて、図１（ａ）に示す繊維長が２５mm以上５０mm以下、繊維の断面の差し渡し最大長さ０．０５mm以上０．３mm以下である竹繊維１を得る。
この得られた竹繊維１と、図１（ｂ）に示すその繊維長が１０mm以上１００mm以下、繊度が１dtex以上５dtex以下である綿状またはスライバー状をした熱可塑性樹脂繊維としてのポリプロピレン繊維２とを、重量比で５０〜８０：５０〜２０の割合で、解繊機（例えば、池上機械(株)社製 商品名リサイクルブレーカRB-100）に投入し、竹繊維１とポリプロピレン繊維２とが解繊混合された図２に示すような第１解繊混合物３を得る。
この第１解繊混合物３をカード機（例えば、池上機械(株)社製 商品名ＭＤＫＳ）に投入し、さらに解繊混合しながら、図３に示すような第２解繊混合物であるウエブ４を得る。
（２）水溶性高分子担持工程
水溶性高分子であるポリビニルアルコールの２重量％〜１０重量％濃度水溶液中に、上記ウエブ４を浸漬して、ウエブにポリビニルアルコール水溶液を含浸させたのち、電気炉などに入れて乾燥させて、図５に示すようなポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を得る。
（３）ニードルパンチ加工工程
図５に示すようにポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１をニードルパンチ装置５の上型５ａと下型５ｂとの間で挟みこんで、２０本/cm2〜６０本/cm2の密度でニードルパンチして図６に示すようなニードルパンチされたウエブ４２を得る。
（４）熱処理工程
図６に示すように、ニードルパンチされたウエブ４２を熱プレス成形装置６のポリプロピレンの融点以上に加熱された上型６ａと下型６ｂとの間で１〜１０MPaの圧力で数分間挟み込んでシート状の不織布〔図示せず〕を得る。
（１）解繊混合工程
例えば、孟宗竹、真竹、慈竹等の竹材を所望長さに切断するとともに、圧力を加えて破砕して得た破砕物をアルカリ処理して竹材の主成分であるリグニン、ヘミセルロースを除去した後、冷水で十分に洗浄し、剛直な竹繊維束を抽出する。
そして、得られた剛直な竹繊維束を、解繊機に通すことにより柔軟化させて、図１（ａ）に示す繊維長が２５mm以上５０mm以下、繊維の断面の差し渡し最大長さ０．０５mm以上０．３mm以下である竹繊維１を得る。
この得られた竹繊維１と、図１（ｂ）に示すその繊維長が１０mm以上１００mm以下、繊度が１dtex以上５dtex以下である綿状またはスライバー状をした熱可塑性樹脂繊維としてのポリプロピレン繊維２とを、重量比で５０〜８０：５０〜２０の割合で、解繊機（例えば、池上機械(株)社製 商品名リサイクルブレーカRB-100）に投入し、竹繊維１とポリプロピレン繊維２とが解繊混合された図２に示すような第１解繊混合物３を得る。
この第１解繊混合物３をカード機（例えば、池上機械(株)社製 商品名ＭＤＫＳ）に投入し、さらに解繊混合しながら、図３に示すような第２解繊混合物であるウエブ４を得る。
（２）水溶性高分子担持工程
水溶性高分子であるポリビニルアルコールの２重量％〜１０重量％濃度水溶液中に、上記ウエブ４を浸漬して、ウエブにポリビニルアルコール水溶液を含浸させたのち、電気炉などに入れて乾燥させて、図５に示すようなポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を得る。
（３）ニードルパンチ加工工程
図５に示すようにポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１をニードルパンチ装置５の上型５ａと下型５ｂとの間で挟みこんで、２０本/cm2〜６０本/cm2の密度でニードルパンチして図６に示すようなニードルパンチされたウエブ４２を得る。
（４）熱処理工程
図６に示すように、ニードルパンチされたウエブ４２を熱プレス成形装置６のポリプロピレンの融点以上に加熱された上型６ａと下型６ｂとの間で１〜１０MPaの圧力で数分間挟み込んでシート状の不織布〔図示せず〕を得る。
このようにして得られる本発明の不織布は、不織布中の竹繊維の周囲にポリビニルアルコールが担持され、繊維と繊維との交絡部分がポリビニルアルコールによって固着した状態となっているので、剛性に優れたものとなる。
しかも、ニードルパンチ加工されているので、繊維と繊維とが、しっかりと絡み合うとともに、加熱プレス加工され、ポリプロピレン繊維が竹繊維と熱融着しており、曲げ強度に優れたものとなる。
しかも、ニードルパンチ加工されているので、繊維と繊維とが、しっかりと絡み合うとともに、加熱プレス加工され、ポリプロピレン繊維が竹繊維と熱融着しており、曲げ強度に優れたものとなる。
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、熱処理工程を備えていたが、熱処理工程は無くても構わない。また、加熱プレス工程の後に乾燥工程を設けてもよい。
以下に、本発明の具体的な実施例を、詳しく説明する。
（実施例１）
同志社大学京田辺キャンパスに自生する孟宗竹を、プレス機で破砕し、破砕物を竹材の主成分であるリグニン、ヘミセルロースを除去するためにアルカリ処理した後、冷水で十分に洗浄し、竹繊維束を抽出した。
このようにして得られた剛直な竹繊維束を、解繊機に通すことにより柔軟化させて、竹繊維（繊維長２００mm、断面の差し渡し最大長さ０．３mm）１を得た。
得られた竹繊維１と綿状のポリプロピレン繊維（チッソポリプロ繊維（株）製 繊維長５０mm、繊度２．２dtex,）２とを重量比で７：３の割合にして上下に重ね合わせて解繊機にまず通し、図２に示すような第１解繊混合物３を得た。
得られた第１解繊混合物３をさらにカード機に通して目付け量８００g/m2の図３に示すようなウエブ４を得た。
得られたウエブ４をポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF17L）の５％水溶液中に１分間浸漬したのち、炉内温度が５０℃に保たれた電気炉中で３時間乾燥させて、図４に示すようなポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を得た。
得られたウエブ４１の切断面を拡大鏡で拡大して目視で確認したところ、ポリビニルアルコールが竹繊維のほぼ表面全体を覆った状態で担持され、繊維と繊維との交絡部が固着されていた。
そして、ポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を図４に示すように、単位面積あたりのニードル密度が４０本/cm2となるようにニードルを設けたニードルパンチ装置５の上型５ａと下型５ｂとの間で挟み込んでニードルパンチ加工を行って、図５に示すパンチ済みのウエブ４２を得た。
その後、図５に示すように、上記パンチ済みのウエブ４２を熱プレス成形装置６の上型６ａと下型６ｂとの間で１９０℃、０．５MPaの条件下にて、５分間プレス成形を行い、厚さ２．８mmのシート状不織布Ａ１を得た。
なお、用いたニードルは、図５に示すような構造をしており、各部の寸法は以下の通りである。
B=0.6、J=0.1、M=1、T=2.1、G=6.3、H=５（単位：mm）
同志社大学京田辺キャンパスに自生する孟宗竹を、プレス機で破砕し、破砕物を竹材の主成分であるリグニン、ヘミセルロースを除去するためにアルカリ処理した後、冷水で十分に洗浄し、竹繊維束を抽出した。
このようにして得られた剛直な竹繊維束を、解繊機に通すことにより柔軟化させて、竹繊維（繊維長２００mm、断面の差し渡し最大長さ０．３mm）１を得た。
得られた竹繊維１と綿状のポリプロピレン繊維（チッソポリプロ繊維（株）製 繊維長５０mm、繊度２．２dtex,）２とを重量比で７：３の割合にして上下に重ね合わせて解繊機にまず通し、図２に示すような第１解繊混合物３を得た。
得られた第１解繊混合物３をさらにカード機に通して目付け量８００g/m2の図３に示すようなウエブ４を得た。
得られたウエブ４をポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF17L）の５％水溶液中に１分間浸漬したのち、炉内温度が５０℃に保たれた電気炉中で３時間乾燥させて、図４に示すようなポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を得た。
得られたウエブ４１の切断面を拡大鏡で拡大して目視で確認したところ、ポリビニルアルコールが竹繊維のほぼ表面全体を覆った状態で担持され、繊維と繊維との交絡部が固着されていた。
そして、ポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を図４に示すように、単位面積あたりのニードル密度が４０本/cm2となるようにニードルを設けたニードルパンチ装置５の上型５ａと下型５ｂとの間で挟み込んでニードルパンチ加工を行って、図５に示すパンチ済みのウエブ４２を得た。
その後、図５に示すように、上記パンチ済みのウエブ４２を熱プレス成形装置６の上型６ａと下型６ｂとの間で１９０℃、０．５MPaの条件下にて、５分間プレス成形を行い、厚さ２．８mmのシート状不織布Ａ１を得た。
なお、用いたニードルは、図５に示すような構造をしており、各部の寸法は以下の通りである。
B=0.6、J=0.1、M=1、T=2.1、G=6.3、H=５（単位：mm）
（実施例２）
ニードルの密度を２０本/cm2とした以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｂ１を得た。
ニードルの密度を２０本/cm2とした以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｂ１を得た。
（実施例３）
ニードルの密度を６０本/cm2とした以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布C１を得た。
ニードルの密度を６０本/cm2とした以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布C１を得た。
（実施例４）
ポリビニルアルコールの担持に先立ちニードルパンチ加工を施したのち、ポリビニルアルコールを担持させて、担持後にニードルパンチ加工をせず、実施例１と同様にして熱プレス成形したい以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｄ１を得た。
ポリビニルアルコールの担持に先立ちニードルパンチ加工を施したのち、ポリビニルアルコールを担持させて、担持後にニードルパンチ加工をせず、実施例１と同様にして熱プレス成形したい以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｄ１を得た。
（実施例５）
ポリビニルアルコール水溶液濃度を１５％とした以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布E１を得た。
ポリビニルアルコール水溶液濃度を１５％とした以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布E１を得た。
（実施例６）
ポリビニルアルコール水溶液濃度を１７％とした以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布Ｆ１を得た。
ポリビニルアルコール水溶液濃度を１７％とした以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布Ｆ１を得た。
（実施例７）
ポリビニルアルコール水溶液濃度を３％とした以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布Ｇ１を得た。
ポリビニルアルコール水溶液濃度を３％とした以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布Ｇ１を得た。
（実施例８）
竹繊維とポリプロピレン繊維との混合比を８：２とした以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布Ｈ１を得た。
竹繊維とポリプロピレン繊維との混合比を８：２とした以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布Ｈ１を得た。
（比較例１）
プレス成形しなかった以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布Ｉ１を得た。
プレス成形しなかった以外は、実施例１と同様にしてシート状不織布Ｉ１を得た。
（比較例２）
ニードルパンチしなかった以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｊ１を得た。
ニードルパンチしなかった以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｊ１を得た。
（比較例３）
ポリビニルアルコールに浸漬しなかった以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｋ１を得た。
ポリビニルアルコールに浸漬しなかった以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｋ１を得た。
（実施例ａ）
実施例１と同様にして得たウエブ４を単位面積あたりのニードルの密度を４０本／ｃｍ２として、ニードルパンチ加工を行って、パンチ済みのウエブを得た。
その後１９０℃、０．５ＭＰａの条件下にて、５分間プレス成形を行い、厚さ５ｍｍのシート状ウエブを得た。
得られたシート状ウエブをポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製ＪＦ１７Ｌ）の５％水溶液中に１分間浸漬したのち、炉内温度が５０℃に保たれた電気炉中で３時間乾燥させて、ポリビニルアルコールが担持されたシート状不織布Ｌ１を得た。
実施例１と同様にして得たウエブ４を単位面積あたりのニードルの密度を４０本／ｃｍ２として、ニードルパンチ加工を行って、パンチ済みのウエブを得た。
その後１９０℃、０．５ＭＰａの条件下にて、５分間プレス成形を行い、厚さ５ｍｍのシート状ウエブを得た。
得られたシート状ウエブをポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製ＪＦ１７Ｌ）の５％水溶液中に１分間浸漬したのち、炉内温度が５０℃に保たれた電気炉中で３時間乾燥させて、ポリビニルアルコールが担持されたシート状不織布Ｌ１を得た。
〔曲げ強度及び曲げ剛性の評価〕
上記実施例１〜実施例８，実施例ａ及び比較例１〜３で得られたシート状不織布Ａ１〜Ｌ１について、それぞれ以下のとおり４点曲げ試験を行い、曲げ強度及び曲げ剛性を評価し、その結果を表１に示した。
〔４点曲げ試験〕
得られたシート状不織布Ａ１〜Ｌ１から卓上帯鋸機を用いて、図７に示すように、長さ１００ｍｍ、幅３０ｍｍの試験片をそれぞれ切り出し、外側支点間距離８１ｍｍ、内側の圧子間距離２７ｍｍ、変位速度３０ｍｍ／ｍｉｎの条件のもとで４点曲げ試験を行った。試験にはＡＵＴＯＧＲＡＰＨ万能試験機（定格１００ｋＮ、島津製作所製）を用いた。反力及び試験片中央に生じる表面ひずみを、ロードセルおよび試験片表裏に貼り付けたひずみゲージを用いて測定した。各条件での測定回数は５とした。
上記実施例１〜実施例８，実施例ａ及び比較例１〜３で得られたシート状不織布Ａ１〜Ｌ１について、それぞれ以下のとおり４点曲げ試験を行い、曲げ強度及び曲げ剛性を評価し、その結果を表１に示した。
〔４点曲げ試験〕
得られたシート状不織布Ａ１〜Ｌ１から卓上帯鋸機を用いて、図７に示すように、長さ１００ｍｍ、幅３０ｍｍの試験片をそれぞれ切り出し、外側支点間距離８１ｍｍ、内側の圧子間距離２７ｍｍ、変位速度３０ｍｍ／ｍｉｎの条件のもとで４点曲げ試験を行った。試験にはＡＵＴＯＧＲＡＰＨ万能試験機（定格１００ｋＮ、島津製作所製）を用いた。反力及び試験片中央に生じる表面ひずみを、ロードセルおよび試験片表裏に貼り付けたひずみゲージを用いて測定した。各条件での測定回数は５とした。
上記表１に示すように、実施例１〜８は、（従来の製法による）比較例に比べて、強度、曲げ剛性いずれも優れた特性を示しており、本発明で示した方法が有効であることを示している。
（実施例９）
竹材として孟宗竹に代えて慈竹を用いて実施例１と同様にして竹繊維（繊維長１００ｍｍ、差し渡し最大長さ０．２５ｍｍ）を得た。
この竹繊維と実施例１と同様のポリプロピレン繊維２とを重量比４：１で配合した以外は、実施例１と同様にして目付け量１．３ｋｇ／ｍ２の不織布Ｍを得た。
竹材として孟宗竹に代えて慈竹を用いて実施例１と同様にして竹繊維（繊維長１００ｍｍ、差し渡し最大長さ０．２５ｍｍ）を得た。
この竹繊維と実施例１と同様のポリプロピレン繊維２とを重量比４：１で配合した以外は、実施例１と同様にして目付け量１．３ｋｇ／ｍ２の不織布Ｍを得た。
（比較例４）
ポリビニルアルコールに浸漬しなかった以外は、上記実施例９と同様にしてシート状不織布Ｎを得た。
上記実施例９及び比較例５で得られたシート状不織布Ｍ，Ｎについて、上記シート状不織布Ａ１〜Ｌ１と同様にして４点曲げ試験を行い、その結果から求めた曲げ強度を図８に対比して示し、曲げ剛性を図９に対比して示した。
ポリビニルアルコールに浸漬しなかった以外は、上記実施例９と同様にしてシート状不織布Ｎを得た。
上記実施例９及び比較例５で得られたシート状不織布Ｍ，Ｎについて、上記シート状不織布Ａ１〜Ｌ１と同様にして４点曲げ試験を行い、その結果から求めた曲げ強度を図８に対比して示し、曲げ剛性を図９に対比して示した。
図８及び図９から、ポリビニルアルコールを用いた場合、ポリビニルアルコールを用いない場合に比べ、曲げ強度が４０％アップし、曲げ剛性が２８０％アップすることがわかる。
その結果、本発明にようにポリビニルアルコールを用いるようにすれば、繊維の目付け量を２０％減らしても、ポリビニルアルコールを用いない場合と同等の曲げ強度及び曲げ剛性の不織布が得られることがわかる。
その結果、本発明にようにポリビニルアルコールを用いるようにすれば、繊維の目付け量を２０％減らしても、ポリビニルアルコールを用いない場合と同等の曲げ強度及び曲げ剛性の不織布が得られることがわかる。
（参考例１）
実施例１と同様の竹繊維のみで実施例１と同様にしてウエブを得たのち、このウエブを２枚重ねてカード機にさらに通して不織布ａを得た。
実施例１と同様の竹繊維のみで実施例１と同様にしてウエブを得たのち、このウエブを２枚重ねてカード機にさらに通して不織布ａを得た。
（参考例２）
参考例１で得た不織布ａをさらに上記実施例１と同様のニードルパンチ装置を用いてパンチング密度２０本/cm2でパンチングして不織布ｂを得た。
参考例１で得た不織布ａをさらに上記実施例１と同様のニードルパンチ装置を用いてパンチング密度２０本/cm2でパンチングして不織布ｂを得た。
（参考例３）
参考例１で得た不織布ａをさらに上記実施例１と同様のニードルパンチ装置を用いてパンチング密度４０本/cm2でパンチングして不織布ｃを得た。
参考例１で得た不織布ａをさらに上記実施例１と同様のニードルパンチ装置を用いてパンチング密度４０本/cm2でパンチングして不織布ｃを得た。
（参考例４）
参考例１で得た不織布ａをさらに上記実施例１と同様のニードルパンチ装置を用いてパンチング密度６０本/cm2でニードルパンチして不織布ｄを得た。
参考例１で得た不織布ａをさらに上記実施例１と同様のニードルパンチ装置を用いてパンチング密度６０本/cm2でニードルパンチして不織布ｄを得た。
上記参考例１〜４で得られた不織布ａ〜ｄについて上記４点曲げ試験をそれぞれ行い、曲げ強度及び曲げ剛性を求め、その結果を図１０及び図１１に対比して示した。
図１０及び図１１から、ニードルパンチによって、曲げ強度は上がるが、曲げ剛性は少し低下することがわかる。
図１０及び図１１から、ニードルパンチによって、曲げ強度は上がるが、曲げ剛性は少し低下することがわかる。
また、上記不織布ａ及び不織布ｃについて、４点曲げ試験時の試験片の変位に対する荷重の変化を調べ、その結果を図１２に示した。
図１２から、ニードルパンチをしない場合、積層されたウエブ間に層間剥離が発生するため、変位が１０mmを越えると、荷重がほぼ平衡状態となることがわかる。
図１２から、ニードルパンチをしない場合、積層されたウエブ間に層間剥離が発生するため、変位が１０mmを越えると、荷重がほぼ平衡状態となることがわかる。
（実施例１０）
上記実施例１の竹繊維１に代えてケナフ繊維（繊維長２００mm、断面の差し渡し最大長さ０．３mm）１を用いた以外は、上記の実施例１と同様にして第１解繊混合物３を得た。
得られた第１解繊混合物３をさらにカード機に通して目付け量８００g/m2の図３に示すようなウエブ４を得た。
得られたウエブ４をポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF17L）の５％水溶液中に１分間浸漬したのち、炉内温度が５０℃に保たれた電気炉中で３時間乾燥させて、図４に示すようなポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を得た。
得られたウエブ４１の切断面を拡大鏡で拡大して目視で確認したところ、ポリビニルアルコールが竹繊維のほぼ表面全体を覆った状態で担持され、繊維と繊維との交絡部が固着されていた。
そして、ポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を図４に示すように、単位面積あたりのニードル密度が４０本/cm2となるようにニードルを設けたニードルパンチ装置５の上型５ａと下型５ｂとの間で挟み込んでニードルパンチ加工を行って、図５に示すパンチ済みのウエブ４２を得た。
その後、図５に示すように、上記パンチ済みのウエブ４２を熱プレス成形装置６の上型６ａと下型６ｂとの間で１９０℃、０．５MPaの条件下にて、５分間プレス成形を行い、厚さ２．８mmのシート状不織布Ａ２を得た。
なお、用いたニードルは、図５に示すような構造をしており、各部の寸法は以下の通りである。
B=0.6、J=0.1、M=1、T=2.1、G=6.3、H=５（単位：mm）
上記実施例１の竹繊維１に代えてケナフ繊維（繊維長２００mm、断面の差し渡し最大長さ０．３mm）１を用いた以外は、上記の実施例１と同様にして第１解繊混合物３を得た。
得られた第１解繊混合物３をさらにカード機に通して目付け量８００g/m2の図３に示すようなウエブ４を得た。
得られたウエブ４をポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製JF17L）の５％水溶液中に１分間浸漬したのち、炉内温度が５０℃に保たれた電気炉中で３時間乾燥させて、図４に示すようなポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を得た。
得られたウエブ４１の切断面を拡大鏡で拡大して目視で確認したところ、ポリビニルアルコールが竹繊維のほぼ表面全体を覆った状態で担持され、繊維と繊維との交絡部が固着されていた。
そして、ポリビニルアルコールが担持されたウエブ４１を図４に示すように、単位面積あたりのニードル密度が４０本/cm2となるようにニードルを設けたニードルパンチ装置５の上型５ａと下型５ｂとの間で挟み込んでニードルパンチ加工を行って、図５に示すパンチ済みのウエブ４２を得た。
その後、図５に示すように、上記パンチ済みのウエブ４２を熱プレス成形装置６の上型６ａと下型６ｂとの間で１９０℃、０．５MPaの条件下にて、５分間プレス成形を行い、厚さ２．８mmのシート状不織布Ａ２を得た。
なお、用いたニードルは、図５に示すような構造をしており、各部の寸法は以下の通りである。
B=0.6、J=0.1、M=1、T=2.1、G=6.3、H=５（単位：mm）
（実施例１１）
ニードルの密度を２０本/cm2とした以外は、上記実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｂ２を得た。
ニードルの密度を２０本/cm2とした以外は、上記実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｂ２を得た。
（実施例１２）
ニードルの密度を６０本/cm2とした以外は、上記実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｃ２を得た。
ニードルの密度を６０本/cm2とした以外は、上記実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｃ２を得た。
（実施例１３）
ポリビニルアルコールの担持に先立ちニードルパンチ加工を施したのち、ポリビニルアルコールを担持させて、担持後にニードルパンチ加工をせず、実施例１０と同様にして熱プレス成形したい以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｄ２を得た。
ポリビニルアルコールの担持に先立ちニードルパンチ加工を施したのち、ポリビニルアルコールを担持させて、担持後にニードルパンチ加工をせず、実施例１０と同様にして熱プレス成形したい以外は、上記実施例１と同様にしてシート状不織布Ｄ２を得た。
（実施例１４）
ポリビニルアルコール水溶液濃度を１５％とした以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｅ２を得た。
ポリビニルアルコール水溶液濃度を１５％とした以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｅ２を得た。
（実施例１５）
ポリビニルアルコール水溶液濃度を１７％とした以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｆ２を得た。
ポリビニルアルコール水溶液濃度を１７％とした以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｆ２を得た。
（実施例１６）
ポリビニルアルコール水溶液濃度を３％とした以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｇ２を得た。
ポリビニルアルコール水溶液濃度を３％とした以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｇ２を得た。
（実施例１７）
竹繊維とポリプロピレン繊維との混合比を８：２とした以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｈ２を得た。
竹繊維とポリプロピレン繊維との混合比を８：２とした以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｈ２を得た。
（比較例５）
プレス成形しなかった以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｉ２を得た。
プレス成形しなかった以外は、実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｉ２を得た。
（比較例６）
ニードルパンチしなかった以外は、上記実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｊ２を得た。
ニードルパンチしなかった以外は、上記実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｊ２を得た。
（比較例７）
ポリビニルアルコールに浸漬しなかった以外は、上記実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｋ２を得た。
ポリビニルアルコールに浸漬しなかった以外は、上記実施例１０と同様にしてシート状不織布Ｋ２を得た。
（実施例ｂ）
実施例１０と同様にして得たウエブ４を単位面積あたりのニードルの密度を４０本／ｃｍ２として、ニードルパンチ加工を行って、パンチ済みのウエブを得た。
その後１９０℃、０．５ＭＰａの条件下にて、５分間プレス成形を行い、厚さ５ｍｍのシート状ウエブを得た。
得られたシート状ウエブをポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製ＪＦ１７Ｌ）の５％水溶液中に１分間浸漬したのち、炉内温度が５０℃に保たれた電気炉中で３時間乾燥させて、ポリビニルアルコールが担持されたシート状不織布Ｌ２を得た。
上記実施例１０〜実施例１７、実施例ｂ及び比較例５〜７で得られたシート状不織布Ａ２〜Ｌ２について、上記シート状不織布Ａ１〜Ｌ１と同様に４点曲げ試験を行い、曲げ強度及び曲げ剛性を評価し、その結果を表２に示した。
実施例１０と同様にして得たウエブ４を単位面積あたりのニードルの密度を４０本／ｃｍ２として、ニードルパンチ加工を行って、パンチ済みのウエブを得た。
その後１９０℃、０．５ＭＰａの条件下にて、５分間プレス成形を行い、厚さ５ｍｍのシート状ウエブを得た。
得られたシート状ウエブをポリビニルアルコール（日本酢ビ・ポバール株式会社製ＪＦ１７Ｌ）の５％水溶液中に１分間浸漬したのち、炉内温度が５０℃に保たれた電気炉中で３時間乾燥させて、ポリビニルアルコールが担持されたシート状不織布Ｌ２を得た。
上記実施例１０〜実施例１７、実施例ｂ及び比較例５〜７で得られたシート状不織布Ａ２〜Ｌ２について、上記シート状不織布Ａ１〜Ｌ１と同様に４点曲げ試験を行い、曲げ強度及び曲げ剛性を評価し、その結果を表２に示した。
上記表２に示すように、実施例１０〜１７は、（従来の製法による）比較例に比べて、強度、曲げ剛性いずれも優れた特性を示しており、本発明で示した方法が有効であることを示している。
１ 竹繊維（天然繊維）
２ ポリプロピレン繊維（熱可塑性樹脂繊維）
３ 第１解繊混合物
４ ウエブ（第２解繊混合物）
４１ ポリビニルアルコールが担持されたウエブ
４２ ニードルパンチされたウエブ
５ ニードルパンチ装置
５ａ 上型
５ｂ 下型
６ 熱プレス成形装置
６ａ 上型
６ｂ 下型
２ ポリプロピレン繊維（熱可塑性樹脂繊維）
３ 第１解繊混合物
４ ウエブ（第２解繊混合物）
４１ ポリビニルアルコールが担持されたウエブ
４２ ニードルパンチされたウエブ
５ ニードルパンチ装置
５ａ 上型
５ｂ 下型
６ 熱プレス成形装置
６ａ 上型
６ｂ 下型
Claims (5)
- 竹繊維とポリプ口ピレン繊維とを混合比が重量比で竹繊維：ポリプ口ピレン＝ 50〜80 : 50〜 20 となるように解繊混合する解繊混合工程と、竹繊維とポリプ口ピレン繊維とからなる解繊混合繊維に、ポリビニルアルコール水溶液を含浸させてポリビ二ルアルコールを竹繊維に担持させるポリビニルアルコール担持工程と、前記解繊混合工程後、あるいは、ポリビニルアルコール担持工程後に、ニードルパンチ加工するニードルパンチ工程と、上記各工程を経たのち、熱プレスする工程と、を備えている不織布の製造方法であって、ポリビニルアルコール担持工程完了後にニードルパンチ加工工程を実施することを特徴とする不織布の製造方法。
- 竹繊維は、繊維長が 25mm 以上 50mm 以下、繊維の断面の差し渡し最大長さ 0 . 05mm 以上 0 . 3mm 以下である請求項 1 に記載の不織布の製造方法。
- ケナフ繊維とポリプ口ピレン繊維とを混合比が重量比でケナフ繊維：ポリプ口ピレン＝ 50 〜 80 : 50 〜 20 となるように解繊混合する解繊混合工程と、ケナフ繊維とポリプ口ピレン繊維とからなる解繊混合繊維に、ポリビニルアルコール水溶液を含浸させてポリビニルアルコールをケナフ繊維に担持させるポリビニルアルコール担持工程と、前記解繊混合工程後、あるいは、ポリビニルアルコール担持工程後に、ニードルパンチ加工するニードルパンチ工程と、上記各工程を経たのち、熱プレスする工程と、を備えている不織布の製造方法であって、ポリビニルアルコール担持工程完了後にニードルパンチ加工工程を実施することを特徴とする不織布の製造方法。
- ケナフ繊維は、繊維長が 25mm 以上 50mm 以下、繊維の断面の差し渡し最大長さ 0 . 05mm 以上 0 . 3mm 以下である請求項３ に記載の不織布の製造方法。
- ニードルパンチのパンチング密度が 20 本／cm 2 以上 60 本／cm 2 以下である請求項 1 〜請求項４のいずれかに記載の不織布の製造方法。
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